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Ch 9 機能水的討論 授課老師:王根樹 【本著作除另有註明，網站之內容皆採用 創用CC 姓名標 示-非商業性-相同方式分享 3.0 台灣 授權條款釋出】 人體內的水 人體內水的重量約為成年人體重的三分之二。其中 約三分之二的水是位於細胞內，而其餘三分之一是 細胞外的水，大多是在血漿和細胞間的間質液 （interstitial fluid）。這些水份大約佔體重的 百分之五（成人約5升），可作為血液細胞支持液體， 同時也負責細胞與外部環境之間化學物質運輸的功 能。這基本上是一個含 0.15M氯化鈉的溶液，其中 包含少量其他電解質，最重要的是碳酸氫鹽（HCO3-） 和蛋白質陰離子。 我們身體內的水份無論在總量和溶解物質的含量 （特別是離子成分）兩方面的都有嚴格的控制。飲 用水只是一個來源的水，許多食品，特別是那些含 有細胞（水果，蔬菜，肉類）的食品也是一個重要 的來源。此外，部分的水（350-400毫升/天）來自 新陳代謝作用 – 亦即來自葡萄糖的氧化。 How much water should I drink? Loss through breath: 800 mL Minimal sweat loss: 100 mL Fecal loss: 200 mL Minimal urine loss: 500 mL → Total daily loss：1600 mL Consumption of overly large quantities of water can lead to electrolyte imbalance resulting in water intoxication. Children, with their low body masses, are especially susceptible. 機能水的出現 背景： 認為水的功能不只是維繫人類基本生存 人類對水之利用與需求日趨多元化 除了積極開發水的潛在特性外，也希望能 增加其附加價值 喝水不只是為了「止渴」 → 對「機能水」的需求「宣傳大於實質」 （至少在現階段如此） 何謂機能水？ 為賦與水某種特定效能之新興技術 指自然狀態下或經人工處理後比普通水具有特 殊的機能（例如較高能量的水[也稱為活水]）。 以不同目的而施加人工處理所成的特殊水質稱 為機能水 水本身或水中所含有的微量混雜物，在某種條 件下(電解、電場、添加物)，呈現水體的潛在 特殊性質，使水達到某種特定的狀況(打斷氫 鍵、改變酸鹼度，ORP)，或達到某種值得注意 的目的(防腐蝕，結垢.. 等)。 機能水製造或應用技術 外部水質控制技術 水質過濾技術 水質加工技術 電解水是目前應用最為廣泛，製造技術也 較成熟，討論也最多的一種「機能水」 值得思考的問題： 喝水的目的？所謂「機能水」如何處理？ 機能水的分類及應用 詹舒斐/工研院能資所節水團 何謂電解水？ 水的電解 水的「電解」是國中理化課程之一 將水加以電解： 陰極還原反應： 2H2O+2e- → 2OH- + H2 陽極氧化反應： H2O → 2H+ + 1/2O2 + 2e電解促使陰、陽離子分向陽極及陰極移動， 水被「電解」後分別於陰極及陽極生成氫氣 及氧氣。 電解水之生成 以分離薄膜區隔水體，以兩根電解棒在薄膜兩側施 以電壓，改變水體之氧化還原電位，透過水中溶解 性物質之氧化還原作用達成「電解」之功能。 水中陰、陽離子分別向陽極及陰極移動而分離出酸 性水及鹼性水。 由於水中的鈣、鎂、鈉、鉀等陽離子礦物質多聚集 至陰極，在電性中和之原理下陰極區域水體之氫氧 離子（OH-）濃度增加而成為鹼性水，水體之還原力 增加。 水中氯離子、硫酸根等陰離子則向陽極移動，同樣 在電性中和下使陽極區域水體之氫離子（H+）濃度 增加而成為酸性水，此時水體之氧化力增加。 淨水前處理及電解過程 過濾 除氯、脫臭 原水 吸附(放射元素?) 經前 處理 之乾 淨水 電 解 分 離 除菌、除重金屬 如果水被處理的「過於乾淨」， 對「電解水生成」有何影響？ 鹼性水 酸性水 電解水： 陰極和陽極表面發生電解反應後，便會改變水 體的pH及氧化還原電位 電解強度增加時酸性水pH值呈現遞減的趨勢； 而鹼性水pH值則增強。 就氧化還原電位而言，電解強度增加時酸性水 之氧化還原電位亦增加，水體之「氧化力」增 加；同時鹼性水之「還原力」也增加。 → 思考題：水體氧化力、還原力能否維持？ 14 酸性水 酸性水(添加劑) 12 鹼性水 鹼性水(添加劑) 10 pH 8 6 4 2 0 500 400 電導度 (μ s/cm) 300 200 100 0 -100 0 1 2 3 4 5 進流水升數(L) 台灣大學 王根樹 6 7 8 9 10 電解離子水內部構造參考圖 （思考：與一般水處理設備之差異？） 詹舒斐/工研院能資所節水團 酸性離子水用途 pH = 3 ~ 6 弱酸性離子水具部份清潔用途（皮膚收斂 劑？） 低pH值之酸性水則有殺菌功能 （條件為何？ pH？Cl2？Cl2 從何而來?） 器皿清潔、烹調用具、電子零件清洗等 文獻：牙科用具之清潔 鹼性離子水用途 pH=8 ~ 10 飲用、保健醫療、食物清洗浸泡、電子零 件清洗等 日本有醫療機構，以鹼性離子水代替一般 飲用水供給患者飲用 可消除人體內之自由基(free radical) (Why?) 可調整體質？ 喝水治百病? 『多喝電解水，治病又防老』『治療慢性 病，神奇飲水保健法』、『活化細胞排毒 快~電解還原水』????? 『長期飲用電解水，可以治療高血壓、心 臟病、糖尿病及痛風等各種慢性病』??? 業者誇大的宣傳，加上民眾對電解水的一 知半解是造成電解水風潮的主因！！ 療效? 電解水機所稱之療效，至今尚未有臨床科學試 驗可予以證實 衛生署明確指出，電解水機不屬於醫療器材， 也不得標示及廣告其具有療效 避免使用水質不明之地下水、山泉水、礦泉水 、或受污染的自來水作為原水。因為鎘、鉛、 銅等金屬物質經電解後，可能發生重金屬濃縮 之現象。 問題：純水能電解嗎？ 磁化水 磁化水 (magnetic water) 在廣告中也常稱為π水 或活化水 宣傳可利用磁場作用改變水分子大小，更利於 人體吸收 分子大小之說法大都以“NMR圖譜”來說明， 但依NMR原理並無法說明分子團之大小 水分子如何被「磁化」? 如同電解水般，磁場 影響的是水中會受到磁場影響的雜質 試驗顯示磁化不影響一般水質。文獻顯示可降 低表面張力，提高溶氧。 效果維持時間有限 能量水 能量水的宣傳 能量水是“有氧”，“分子團”，“離子 化”或“活力”（ vitalized）的水。所謂 「vitalized」，包括可改善細胞保水力 （cellular hydration），消除毒素和修復 DNA。喝能量水可提高能量水平，停止或 逆轉老化和預防癌症。 →Science or Pseudoscience??/!! 某能量水之宣傳 RO、純水變成“礦泉水” 健康機能水機特色 通入“純水”所產生之活水含人體所需要的礦物元素 專利研發，保留自來水中有益礦物質，另釋出人體所 需之礦物質離子元素，使自來水轉化機能水。 可促進新陳代謝、調節生理機能及調整體質。 機能水的優點 可去除水中餘氯、細菌、病毒及重金屬。 含豐沛的宏量及微量礦物元素，UF級過濾且可生飲。 符合生命系統的高能量活化飲用礦物離子機能水。 何者為真？何者不可信？ 關於能量水的問題 水的能量從何而來? 能量有許多不同之形式。最常見的是熱能。 水的能量如何維持? 一般能量水之能量不是熱能，其形式為何? 如為微量元素或化合物，則為化學能。 目前廠商所標榜能量水之能量形式不清。 電解水的還原力能否長期保存? 同理，能量水生成後其能量如何維持? 能量水之能量如何轉移至人體? 對能量水應抱持之態度為何? 專家這麼說 師範大學化學研究所吳教授：「水就是水，可以去殺菌、 淨化，就是不可能加入能量。任何物質都有能量，但是 水從固態到氣態的物理變化程序是固定的，要想讓水變 得不一樣，只能添加別的東西，但這瓶水充其量只是水 溶液，進入人體後，水分子仍然會依照固定的過程被吸 收、代謝，不會有任何改變。能量水頂多是沒有任何電 解質或其他有機物的水，跟能量沒有關係。」 清華大學材料科學工程系周教授：「只有落後、迷信的 地方，才會出現能量水這種東西。能量水只是在利用人 的善良、無知和期盼去做生意，充其量不過是種花招。」 「水的能量最多只顯現在水溫上面，民眾若想要這種熱 能，那就喝熱一點的水吧。」 清大化工研究所馬教授：「到目前為止都沒看過或聽過 類似「能量水」的研究文獻」，如何把能量放到水裡？ 又怎麼讓水裡的能量釋放到人體中？ 機能水問題何在？ 濫用「能量」、「健康」、「改善體質」 、「小分子團」等具爭議字詞 所有「認證」、「獎項」，純為「產品評 定」，無關「水質與健康」 行銷過程過度宣傳「健康與療效」，缺少 「臨床試驗證明」 → 回歸「喝水」本質，我們為甚麼要喝水 ? 版 權 聲 明 作品 授權條件 作者/來源 節水季刊 19期 http://www.wcis.itri.org.tw/Upload/QUARTC/ 000242/19-7.pdf 2011/11/27 visited 節水季刊 19期 http://www.wcis.itri.org.tw/Upload/QUARTC/ 000242/19-7.pdf 2011/11/27 visited 台灣大學 王根樹 2011/11/27 visited 14 酸性水 酸性水(添加劑) 12 鹼性水 鹼性水(添加劑) 10 pH 8 6 4 2 0 500 400 電導度 (μs/cm) 300 200 100 0 -100 0 1 2 3 4 5 進流水升數(L) 6 7 8 9 10 台灣大學 王根樹 2011/11/27 visited